热处理工艺对轴承尺寸稳定性的影响

　　摘　要：研究了热处理工艺路线对轴承尺寸的稳定性的影响。试验工艺结果表明，回火前经过充分冷却的工件，其尺寸的稳定性非常好；但随着轴承零件尺寸的增加，轴承尺寸稳定性有变差的趋势，采用附加回火的方法，能起到稳定尺寸的作用。
　　关键词：热处理；轴承；尺寸稳定性
　　轴承是一种精密的机械基础件，内圈及外圈尺寸的精度直接影响着安装质量、轴承的各种性能.因存储条件引起的尺寸变化，会造成轴承在使用时，出现早期失效^[1]。为此，笔者通过改变轴承热处理工艺路线的方法，对影响轴承尺寸稳定性的因素，做了下列研究。
　　1　试验方法
　　1.1试验工艺方案
　　以车加工后的6204、6209轴承内圈为例，各取40件样品进行试验.改变热处理工艺路线的淬、回火工艺参数，分4组进行试验，每1组10件，工艺方案见表1。使用的设备为：振底式淬回火自动生产线。 　　1.2热处理质量
　　四种试验工艺方案经热处理后，其硬度平均值均在62~63HRC，硬度值和淬火、回火组织均符合JB/T1255标准规定，测量结果见表2。 　　2　试验结果及分析
　　2.1试验结果
　　两种轴承内圈，分别按照四种试验工艺方案，经过磨削加工之后（其中第4种工艺方案，经过附加回火处理）存放四个月。轴承内孔尺寸，每月测量一次，为了减小测量误差，每次测量均使用同一台仪器和标准件，且测量前标准件和被测工件一起恒温4h。实际测量的内孔尺寸数据整理后，与存放之前的初始尺寸之差的平均值如表3，变化曲线如图1所示。 　　2.2试验结果分析
　　（1）从表3和图1、图2可以看出，随着存放时间的增加，两种轴承的内孔尺寸总的变化趋势是增大。这说明，尽管热处理后的硬度及金相组织合格，但是，轴承钢在低温回火过程中残余奥氏体不可能完全转变，在奥氏体化温度为840℃，工件冷却至室温时，残余奥氏体含量可达12%，这些残余奥氏体随着时效逐渐转变为马氏体，从而引起工件尺寸涨大。 　　（2）第2种工艺方案，其尺寸变化量Z大。这是由于淬火油温较高，使轴承钢淬火过程中组织不能充分转变，因而残余奥氏体含量较高.而延长回火时间对薄壁零件的组织转变没有明显的影响。所以造成回火后工件尺寸变化比较大。
　　（3）第3种工艺方案的尺寸稳定性效果非常明显，这说明轴承钢在淬火后、回火前经过充分冷却能起到减少残余奥氏体的作用。
　　（4）工件的直径和横截面积的大小同样影响残余奥氏体的含量，直径和横截面积越大，残余奥氏体含量也越大，造成工件尺寸膨胀越大。
　　（5）第4种工艺方案的工件粗磨之后进行附加回火处理，尺寸稳定性很明显，这是因为附加回火能够消除部分磨削应力，能够起到进一步稳定组织的作用。
　　4种工艺方案中，工件随存放时间的变化是跳跃式的，这说明工件在淬回火后马氏体和奥氏体的组织转变都是不充分的，而是随着时效逐渐转变。当残余奥氏体转变占主导地位时，工件尺寸就变大;而马氏体回火转变占主导地位时，工件尺寸就收缩。
　　3　结语
　　（1）回火前的清洗冷却工序，要根据不同的工件类型，制定相应的清洗时间和温度，特别是夏天淬火、回火自动生产线上的循环清洗系统应增加冷却装置。
　　（2）工件粗磨之后，应进行附加回火处理，能够起到稳定尺寸的作用。
　　（3）对于尺寸稳定性要求较高的精密轴承和中大型薄壁轴承必须采用附加回火或冷处理工艺。
　　参考文献：
　　[1]黄春峰.热处理工艺经验12例[J].热处理实践，1993.（3）:9-16.
　　[2]万富荣.轴承热处理工艺学[M].北京:机械工业出版社，1988.111-112.